Устройство для перекрытия скважины

Устройство для перекрытия скважины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 6886O6

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву-(22) Заявлено 26.05.78 (21) 2621913/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.09.79 Бюллетень ¹ 36 (45) Дата опубликования описания 01.10.79 (51)М Кл з Е21 В 43/00

Государственный комитет ю делам изобретений и открытий (53) УДК 622.276.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. Г. Гафуров, С. С. Бадретдинов и P Г. Хабибулина

Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ СКВАЖИНЫ

Изобретение касается эксплуатации нефтяных и газовых скважин и предназначено, в частности, для перекрытия ствола скважины перед подземным ремонтом.

Известно устройство для перекрытия ствола скважины, содержащее корпус с радиальными каналами, шток с втулкой, фиксатор, размещенный в пазах втулки и корпуса, и обратный клапан.

Недостатком указанного устройства является низкая надежность работы его из-за наличия прецезионной плунжерной пары, что не исключает утечки жидкости и заклинивания при больших перепадах давления.

Наиболее близким решением из известных к изобретению является устройство для перекрытия скважины, содержащее корпус, внутри которого размещены направляющая и шток с каналами, запорные элементы с толкателями и тарированный груз.

Недостатком указанного устройства является низкая надежность работы устройства из-за того, что перепад давлений, необходимый для открытия клапана с тарированным грузом, должен поддерживаться все время работы скважины. Это сопряжено с потерями энергии потока жид кости, что,ведет к падению давления на приеме насоса. Кроме того, увеличиваются утечки жидкости через клапан при достижении заданного перепада, так как забойное давление действует на клапан снизу.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства путем обсс5 печения перекрытия ствола скважины при подземном ремонте.

Указанная цель достигается тем, что 1 корпусе выполнены наклонные каналы для размещения в них запорных элементов с

1О толкателями, а шток имеет пирамидальную и призматическую части для взаимодействия с запорными элементами, причем тарированный груз установлен с возможностью взаимодействия со.штоком, при этом толка15 тели размещены перпендикулярно граня.,: пирамидальной части штока.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А — Л на фиг. 1.

Устройство содержит корпус, состоящий из верхней 1 и нижней 2 частей. В нижней части корпуса выполнены наклонные каналы для размещения в них запорных элементов 8 с толкателями 4, причем запорные элементы подпружинены пружиной 5.

Устройство имеет также шток б, который выполнен с пирамидальной частью 7, переходящей в призматическую часть 8, и с верхней цилиндрической частью 9. Толкатели 4 запорных элементов 3 опираются на

688606 грани пирамидальчой части 7 штока и перпенди кулярны к ним. Верхняя цилиндричеока я часть 9 штока с напра вляющей 10 ооразует обычную плун керную пару и выполнены соответ"твенно с отверстиями 11 и 12.

Призматическая часть штока своим полусферическим нижним концом входит в обойму 18 упора 14, который связан с тарированным грузом 15. Устройство имеет пакер 1б, соединенный переходной втулкой 17 с направляющей 10 штока. Нижняя часть корпуса снабжена ребрами 18 для центровки устройства в обсадной труб .

Устройство ра ботает следующим образом.

Устройство устанавливается над интервалом перфорации лри включении скважины в эа<спл уатацию после ее опробования.

При этом под действием перепада давления над и под пакером и усилием пружин 5 запорные элементы 3 закрыты и забой скважины надежно перекрыт от устья.

При пуске скважины в работу уровень жидкости над пакером 1б снижается и перепад давления над и под паксром возрастает. Под действием перепада дBBJIcHHil определенной величины, задаваемой тарированным грузом 15, упор 14 перемещается ,вверх. Вместе с упором перемещается вверх и шток б. Благодаря обойме 18 упора 14 шток б располагается соосно с корпусом устройства независимо от угла установки устройства в оиважине.

Соосность штока с цилиндрическим корпусом обеспечивает одновременный контакт его пиримидальной части 7 с толкателями 4 запойных элементов 8.

При движении штока вверх грани пирамидальной его части, представляющие собой наклонные плоскости, действуют на толкатели 4, расположенные перпендикулярно к граням, с оилой в несколько раз больше той, которая необходима для продвижeHHÿ штока, вверх.,Этот выигрыш в силе, известный в физике как клиновый эффект, позволяет преодолеть силу давления жидкости или газа на запорные элементы относительно небольшим как по размеру, та к и по усилию перемещения вверх штоком. Размещение запорных элементов 8 на боковой поверхности, нижней части 2 корпуса позволяет иопользовать для их открытия клиновой эффект. Это реализуется следующим образом.

Соосность штока с цилиндрическим корпусом обеспечивает одновременный контак его пирамидальной части 7 с толкателями

4 за порных элементов 8, Плоская поверхность граней пирамидальной .и призматической частей штока предотвращает самолро извольный поворот:штока вокруг продольной оси лри его перемещении, что обеспечивает сов падение отверстий 11 и 12, необхо45

65!

О

Зо

40 димое для открыт: я устройства. Перпендикулярность толкателей 4 к граням пирамидальной части штока предотвращает появление силы, изгибаюгцей толкатели в момент открытия устройства, когда усилия, действующие на 1олкатели от IIQ cïàäà давлений, значительны.

Для предотвращения появления изгибающего момента на шгок при его перемещении и заклинивании плунжерной пары ось штока пространственно центрируют IIo ocu устройства направляющей 10 и толкателями 4. Надежное центрирование штока обеспечивается тремя клапанами, расположенHbIMH симметрично QTHocHTpльно ройстза. Размещение толкателей 4 через каждые 120 приво..ит к взаимному уравновешиванию их при воздействии на них штока..

Открытие запорных элементов 8 приводит к выравниванию давлений .в полости устройства и подпакерной зоне, т. е. к возрастанию давлений в полости устройства.

При этом, упор 14 под действием тарированного пруза 15 возвращается в исходное положение. При действии возросшего давле,ния в полости устройства шток б движется вверх, pl 0 цилиндрическая часть 9 скользи1 по направляющей 10. Эта пара выполнена с наличием обычной ходовой, а не прецезионной посадки. При движении штока б вверх толкатели 4 за порных элементов 8 скользят по граням пирамидальной части

7, а при полном открытии — по граням призматической час1и 8. Движение штока б вверх, продолжается до совмещения отверстий 11 и 12 в цилиндрической части штока и направляющей 10. Совпадение отверстий приводит к возможности прохода жидкости из подпакерной зоны в надпакерную, т. е. к возможности отбора жидкости из скажины насосом или фонтаном. В этом положении устройство находится все время эксплуатации cKBBiKHHbl. Степень совпадения отверстий 11 и 12 устанавливается автоматически в зависимости от расхода жидкости через отверстие. Вес штока б подбирается таким образом, чтобы перепад давления в отверстиях 11 и 12 не превьппал 0,5 атм.

Призматическая часть штока обеспечивает полное открытие клапанов и неза висимость сгепени их открытия от дебита скважи,ны.

При необходимости подземного ремонта скважины останавливают насос или закры,вают задвижку на устье. Давление над и под пакером выравнивается, под влиянием собственного веса шток б движется вниз, перекрывая отверстия 11 и 12, при этом запорные элементы 3 надежно за крываются под действием пружин 5 и пирамидальной части штока. В оезультате поток жидкости через устройство прекращается, скважина надежно перекрыта, что позволяет произво688606

Формула изобретения рцг. 2

ôèã.1

Составитель В. Борискина

Техред H. Строганова

Корректор С Файн

Редактор Н. Суханова

Заказ 961/1067 Изд. № 539 Тираж 658 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» дить необходимый ремонт без опасности нефте- и газопроявления.

1. Устройство для перекрытия скважины, содержащее корпус, внутри, которого размещены направляющая и шток с кана.лами, запорные элементы с толкателями и тарированный груз, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем обеспечения перекрытия ствола скважины при подземном ремонте, в корпусе выполнены наклонные каналы для размещения в них запорных элементов с толкателями, а шток имеет пирамидальную и приз5 матическую части для взаимодействия с запорными элементами, причем тарированный груз установлен с возможностью взаимодействияя со штоком.

10 2. Устройство по п. 1, отл ич а ю щ еес тем, что толкатели размещены перпендикулярно граням пирамидальной части штока.